一种LDI曝光机及其定位精度自动校准方法技术

本发明专利技术公开了一种LDI曝光机及其定位精度自动校准方法，属于曝光设备技术领域。所述平台包括：底座、直线导轨、对准相机A、对准相机B、对准相机C、吸盘、X轴光栅尺、Y轴光栅尺、X轴标定尺、Y轴标定尺、成像光路、上位机、运动控制器；本发明专利技术使用多排对准相机拼接标定尺的方式，使标定尺可校准远超过自身量程的运动范围；本发明专利技术无需专业人员携带贵重仪器到现场执行校准，在对准标定中就能发现并校准定位精度，无需客户端停机就能实现校准，极大地缩减了设备成本和人力成本，提升了设备生产的效率，减少了停机损失，且依靠算法计算得到的补偿值更准确，提高了产品的生产质量，可广泛应用于LDI平台的校准。用于LDI平台的校准。用于LDI平台的校准。

【技术实现步骤摘要】
一种LDI曝光机及其定位精度自动校准方法


[0001]本专利技术涉及一种LDI曝光机及其定位精度自动校准方法，属于曝光设备


技术介绍

[0002]基本的LDI曝光机是由对准系统，运动台系统，成像系统组成。对准系统和成像系统分别安装在对准横梁和曝光横梁上，对准横梁和曝光横梁位于运动平台系统上方。
[0003]工作流程为：运动平台上的吸盘携带着pcb板先经过对准横梁下方，对准系统中的对准相机抓取pcb板上的标记点，记录下几个标记点的平台坐标。然后运动平台会携带着pcb板继续沿Y方向前进到曝光横梁下方，成像系统会根据对准系统记录的标记点坐标对曝光图形进行旋转平移处理，使得曝光图形能套刻在pcb板的标记点相对应的位置。成像系统进行曝光时是根据运动平台的位置坐标进行下发图形数据，运动平台匀速运动过程中成像系统根据运动平台的位置坐标投下相对应帧的图形，最终形成一面图形。因此整个流程中，对准系统和成像系统都依赖于运动平台运动位置坐标的准确性即定位精度的准确性。
[0004]运动平台定位精度的准确性是由光栅尺决定的，但是由于环境温度变化、震动或者成像系统使用的激光能量越来越高导致机台内外温差大等原因，光栅尺会发生热胀冷缩反应，且这种热胀冷缩导致的光栅尺形变不能完全恢复，因此在使用了一段时间后，光栅尺的位置刻度就有了误差，就会导致运动平台的运动位置有误差，由此对准系统和成像系统就产生偏差，所以急需解决运动平台的定位精度变化的问题。
[0005]解决定位精度变化问题目前有两种方案，第一种是定期由专业人员携带干涉仪或者标定板进行校准。但是存在几点问题：
[0006]1.干涉仪价格昂贵，携带不便利，而且测量时搭建光路时间较长。
[0007]2.标定板检测范围有限，无法将运动全行程补偿。
[0008]3.时效性差，无法快速解决问题，而且都需要专业人员现场操作。
[0009]第二种解决方案为：依靠经验根据温度值的变化或者其他变量来进行定位精度补偿。但是影响定位精度因素太多，若预先设定补偿值准确程度不够，就无法满足高精度要求的pcb板生产。

技术实现思路

[0010]为了解决上述问题，本专利技术提供了一种LDI曝光机及其定位精度自动校准方法，所述技术方案如下：
[0011]本专利技术的第一个目的在于提供一种自动校准定位精度的LDI曝光机，包括：底座、运动平台、直线导轨、对准相机A、对准相机B、对准相机C、吸盘、X轴光栅尺、Y轴光栅尺、X轴标定尺、Y轴标定尺、成像光路、上位机、运动控制器；
[0012]所述直线导轨安装在所述底座上，所述运动平台安装于所述直线导轨上，所述吸盘安装于所述运动平台上，待曝光样品放置于所述吸盘上沿Y轴方向移动；
[0013]所述X轴标定尺、Y轴标定尺分别安装在所述吸盘的边缘，且分别与X轴和Y轴方向
平行设置；
[0014]所述对准相机A、对准相机B安装在对准横梁上，能够沿X轴方向移动；
[0015]所述对准相机C固定安装于曝光横梁上；
[0016]所述X轴光栅尺位于所述对准横梁上，与X轴方向平行，紧贴横梁；所述Y轴光栅尺位于底座上，与Y轴方向平行，紧贴底座；
[0017]所述成像光路位于曝光横梁上；
[0018]通过对准相机A、对准相机B、对准相机C抓取标定尺上的刻度圆坐标，得到运动误差，所述上位机再将这些误差值下发给所述运动控制器，通过光栅尺反馈值反向补偿这些误差值，以校准定位精度误差。
[0019]可选的，所述对准相机A和对准相机C之间Y轴方向的距离小于所述Y轴标定尺的检测长度，且为所述Y轴标定尺最小刻度精度的整数倍；
[0020]可选的，还包括：温度传感器；所述温度传感器包括X轴温度传感器和Y轴温度传感器，分别安装于所述对准横梁和底座靠近X轴光栅尺和Y轴光栅尺的位置，所述温度传感器采集光栅尺的温度数据反馈给所述上位机。
[0021]可选的，还包括：水冷铜管，所述水冷铜管包括X轴水冷铜管和Y轴水冷铜管，分别安装于所述对准横梁和底座，用于给光栅尺降温。
[0022]本专利技术的第二个目的在于提供一种LDI曝光机定位精度自动校准方法，基于上述的LDI曝光机实现，包括：
[0023]步骤1：按照设定的运动逻辑，使运动平台带动吸盘沿Y轴运动；
[0024]步骤2：运动过程中，通过对准相机A、对准相机B、对准相机C采集标定尺上的刻度圆坐标，基于采集到的坐标进行运动误差的计算，实现视图的拼接、偏转，计算得到补偿值，发送至上位机；
[0025]步骤3：上位机下发所述补偿值给运动控制器，所述运动控制器控制所述运动平台重新规划运动坐标系，进行精度校准。
[0026]可选的，所述方法中根据预设的位置误差阈值判断是否需要执行精度校准。
[0027]可选的，所述方法中根据光栅尺的温度判断是否需要执行精度校准。
[0028]本专利技术有益效果是：
[0029]本专利技术的自动校准定位精度的LDI曝光机和定位精度校准方法相比于现有技术，无需专业人员携带贵重仪器到现场执行校准，极大地缩减了设备成本和人力成本；本专利技术在在对准标定中就能发现并校准定位精度，无需设备停机就能实现校准，提升了设备生产的效率，减少了停机损失，且在生产过程中实时地执行校准，有效地提升了产品生产的精度，依靠算法计算得到的补偿值更准确，提高了产品的生产质量。
[0030]本专利技术使用多排对准相机拼接标定尺的方式，使标定尺可校准远超过自身量程的运动范围。
[0031]在一种实施方式中，本专利技术还可以利用温度传感器采集光栅尺的温度，通过温差的变化判断是否需要执行精度校准，可以有效避免光栅尺热胀冷缩导致的运动误差，进一步提升了本专利技术的时效性和精度，进一步保证了生产质量。
附图说明
[0032]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0033]图1是本专利技术实施例的一种LDI曝光机结构图。
[0034]图2是本专利技术的X轴标定尺和Y轴标定尺的安装示意图。
[0035]图3是本专利技术的标定尺示意图。
[0036]图4是本专利技术的对准相机A和对准相机C的安装示意图。
[0037]图5是本专利技术实施例二的运动方向和标定尺的偏转角示意图。
[0038]图6是本专利技术实施例二的最后一个点开始在对准相机A的视场运动轨迹示意图。
[0039]图7是在图6基础上运动轴沿Y轴正方向前进1个标定尺单位刻度的视场内示意图。
[0040]图8是在图6基础上运动轴沿Y轴正方向前进j个标定尺单位刻度的视场内示意图。
[0041]图9是对准相机A和对准相机C视场内同时出现标定尺刻度圆的位置示意图。
[0042]图10是对准相机A和对准相机C视场内本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自动校准定位精度的LDI曝光机，其特征在于，所述曝光机包括：底座、运动平台、直线导轨、对准相机A、对准相机B、对准相机C、吸盘、X轴光栅尺、Y轴光栅尺、X轴标定尺、Y轴标定尺、成像光路、上位机、运动控制器；所述直线导轨安装在所述底座上，所述运动平台安装于所述直线导轨上，所述吸盘安装于所述运动平台上，待曝光样品放置于所述吸盘上沿Y轴方向移动；所述X轴标定尺、Y轴标定尺分别安装在所述吸盘的边缘，且分别与X轴和Y轴方向平行设置；所述对准相机A、对准相机B安装在对准横梁上，能够沿X轴方向移动；所述对准相机C固定安装于曝光横梁上；所述X轴光栅尺位于所述对准横梁上，与X轴方向平行；所述Y轴光栅尺位于底座上，与Y轴方向平行；所述成像光路位于曝光横梁上；通过利用对准相机A、对准相机B、对准相机C抓取标定尺上的刻度圆坐标，得到运动误差，所述上位机再将这些误差值下发给所述运动控制器，通过光栅尺反馈值反向补偿这些误差值，以校准定位精度误差。2.根据权利要求1所述的LDI曝光机，其特征在于，所述对准相机A和对准相机C之间Y轴方向的距离小于所述Y轴标定尺的检测长度，且为所述Y轴标定尺最小刻度精度的整数倍。3.根据权利要求2所述的LDI曝光机，其特征在于，还包括：温度传感器...

【专利技术属性】
技术研发人员：何基奎，徐广峰，徐彦文，陈海巍，王方江，
申请(专利权)人：江苏影速集成电路装备股份有限公司，
类型：发明
国别省市：